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우주 마이크로파 배경복사의 비등방성

전문가 제언: ○ 현대과학의 궁극적 목적은 생명체의 근원과 물질세계인 우주의 근원을 밝히는 것이다. 현대우주론인 대폭발이론(Big Bang Theory)에 의하면 약 137억 년 전 무한히 높은 온도와 무한히 밀도가 높고 무한히 작은 상태의 우주가 대폭발하여 우주가 계속 팽창하면서 온도가 내려가고 오늘날과 같은 거대하고 차가운 우주로 발전하였다고 설명하고 있다.

○ 더 놀라운 사실은 우주가 약 137억 년 전 뜨거운 원시 불덩어리에서 대폭발에 의해 시작되었다면 지금도 그 흔적이 화석처럼 남아 있을 것인데 실제로 태초의 뜨거웠던 빛이 거대한 우주의 화석처럼 얼어붙은 마이크로파로 변하여 화광(化光)으로 남아있다는 사실이다.

– 1964년 Penzias와 Wilson에 의해 우주에는 우주자체의 배경 마이크로파가 존재하며 이것은 약 3.2K의 열역학적 온도를 가진 흑체에서 나오는 등방성인 마이크로파에 해당함을 발견함으로써 대폭발이론을 뒷받침하였다.

○ 여기서는 U. C. Berkeley의 G. F. Smoot 교수가 2006년 노벨물리학상 수상 시 발표한 연설 내용을 토대로 우주 마이크로파 배경(CMB) 복사의 비등방성 발견과 이의 물리적 의미에 대해 설명하였다.

○ 1989년 COBE 인공위성에 CMB 흑체성격을 규명하기 위한 원적외선 절대분광광도계(FIRAS), 우주적외선배경(CIB)을 찾기 위한 확산적외선 배경실험(DIRBE)장치 및 CMB의 비등방성 측정용 차동마이크로파복사계(DMR)를 싣고 관측하여 CMB의 온도 T0 = 2.726 ± 0.010K를 얻고, CMB 복사의 비등방성 ΔT～30μK를 얻은 것은 우주의 CMB 지도 작성에 획기적인 공헌이라고 평가된다.

○ CMB 비등방성 관측 성공으로 표준우주모형을 검증하고 앞으로 Planck우주계획의 실현과 우주파라미터를 1% 미만의 정밀도로 측정하고 CMB의 편광을 측정하여 은하계집단의 구성을 더 이해할 수 있을 것이다. 국내에서도 CMB관련 우주이론과 측정연구가 시작되어 JPL, LBL, UC Berkeley, MIT 등의 연구팀과 공동연구를 시작해야할 것이다.

저자: Smoot, GF; AF Smoot, George F.
자료유형: 학술정보